QEMU虛擬網絡卡裝置的建立流程
阿新 • • 發佈：2019-01-21
基於qemu-kvm-0.12.1.2-2.160.el6_1.8.src.rpm
虛擬網絡卡型別為virtio-net-pci
virtio網絡卡裝置對應的命令列引數為
-device virtio-net-pci,netdev=hostnet0,id=net0,mac=00:16:36:01:c4:86,bus=pci.0,addr=0x3
1. 在parse命令列的時候，qemu把所有的-device選項parse後儲存到qemu_device_opts中
2. 呼叫module_call_init(MODULE_INIT_DEVICE); 往系統中新增所有支援的裝置型別
virtio-net-pci的裝置型別資訊如下(virtio-pci.c)：
static PCIDeviceInfo virtio_info[] = {
{
.qdev.name = "virtio-net-pci",
.qdev.size = sizeof(VirtIOPCIProxy),
.init = virtio_net_init_pci,
.exit = virtio_net_exit_pci,
.romfile = "pxe-virtio.bin",
.qdev.props = (Property[]) {
DEFINE_PROP_BIT("ioeventfd", VirtIOPCIProxy, flags,
VIRTIO_PCI_FLAG_USE_IOEVENTFD_BIT, false),
DEFINE_PROP_UINT32("vectors", VirtIOPCIProxy, nvectors, 3),
DEFINE_VIRTIO_NET_FEATURES(VirtIOPCIProxy, host_features),
DEFINE_NIC_PROPERTIES(VirtIOPCIProxy, nic),
DEFINE_PROP_UINT32("x-txtimer", VirtIOPCIProxy,
net.txtimer, TX_TIMER_INTERVAL),
DEFINE_PROP_INT32("x-txburst", VirtIOPCIProxy,
net.txburst, TX_BURST),
DEFINE_PROP_STRING("tx", VirtIOPCIProxy, net.tx),
DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
},
.qdev.reset = virtio_pci_reset,
}
};
3. 呼叫qemu_opts_foreach(&qemu_device_opts, device_init_func, NULL, 1) 建立命令列上指定的裝置
4. device_init_func呼叫qdev_device_add(opts)
5. qdev_device_add函式的流程如下：
a) 呼叫qemu_opt_get(opts, "driver")獲取driver選項，這裡應該是virtio-net-pci
b) 呼叫qdev_find_info(NULL, driver)來獲取註冊的DeviceInfo，這裡應該是上面virtio_info裡面關於
virtio-net-pci的結構
c) 呼叫qemu_opt_get(opts, "bus")獲取bus路徑，以/分隔各元件。這裡是pci.0
d) 如果bus路徑不為空，則呼叫qbus_find(path)來獲取bus例項(BusState結構)
qbus_find函式的流程如下：
d.1) 先找到路徑中的根bus，如果路徑以/開頭，則根bus為main_system_bus，否則，使用
qbus_find_recursive(main_system_bus, elem, NULL)來查詢。這裡的elem = "pci.0"
d.2) 如果整個路徑已經完成，則返回當前bus
d.2) parse出下一個元件，呼叫qbus_find_dev查詢對應的裝置
d.3) parse出下一個元件，呼叫qbus_find_bus查詢屬於上層裝置的子bus
d.4) 返回步驟2
由於這裡的值是pci.0，因此其實只進行了一次qbus_find_recursive呼叫
e) 如果bus路徑為空，則呼叫qbus_find_recursive(main_system_bus, NULL, info->bus_info)來獲取bus
例項。這裡的info是driver("virtio-net-pci")所對應的DeviceInfo，即最上面的結構
virtio-pci的初始化步驟是virtio_pci_register_devices -> pci_qdev_register_many ->
pci_qdev_register，在該函式中，會設定info->bus_info = &pci_bus_info，這樣就把PCIDeviceInfo
和pci的BusInfo聯絡起來了
qbus_find_recursive是一個遞迴函式，其流程如下：
e.1) 如果當前bus的名稱和指定的名稱相同(指定名稱不為空的情況下)，並且當前bus指向的bus info和
指定的bus info相同(指定bus info不為空的情況下)，則返回當前bus
e.2) 這裡是一個兩重迴圈:
對於當前bus所有附屬的裝置(bus->children為連結串列頭)
對於當前裝置所有的附屬bus(dev->child_bus為連結串列頭)
呼叫qbus_find_recursive函式
f) 呼叫qdev_create_from_info(bus, info)來建立裝置，返回的是DeviceState結構。這裡其實返回的是
一個VirtIOPCIProxy例項，因為create的時候是根據qdev.size來分配記憶體大小的。
g) 如果qemu_opts_id(opts)不為空，則設定qdev->id
h) 呼叫qemu_opt_foreach(opts, set_property, qdev, 1)來設定裝置的各種屬性
i) 呼叫qdev_init來初始化裝置。
j) qdev_init會呼叫dev->info->init函式。這裡實際呼叫的函式是virtio_net_init_pci
在這裡也大致描述一下bus pci.0是如何生成的
1. 在main函式裡面很前面的地方會呼叫module_call_init(MODULE_INIT_MACHINE);
2. module_call_init會呼叫所有已註冊QEMUMachine的init函式。該版本的qemu是註冊了
pc_machine_rhel610, pc_machine_rhel600, pc_machine_rhel550, pc_machine_rhel544,
pc_machine_rhel540這幾個 (pc.c)
3. 這些Machine的init函式(pc_init_rhel600, ...)都會呼叫到pc_init_pci函式
4. pc_init_pci回撥用pc_init1，pc_init1在pci_enabled情況下會呼叫i440fx_init (piix_pci.c)
5. i440fx_init首先會呼叫qdev_create(NULL, "i440FX-pcihost")建立一個host device
6. 然後呼叫pci_bus_new在該裝置下面建立一個附屬的pci bus。在呼叫該函式時，傳遞的name為NULL。
下面再看看這個bus的名稱怎麼會變成pci.0的
7. pci_bus_new呼叫pci_bus_new_inplace(bus, parent, name, devfn_min)，其中bus指向剛分配的
記憶體，parent是前面建立的host device，name為NULL，devfn_min為0
8. pci_bus_new_inplace會呼叫qbus_create_inplace(&bus->qbus, &pci_bus_info, parent, name)，
注意這裡的第二個引數是&pci_bus_info
9. qbus_create_inplace在開始的地方會為該bus生成一個名稱。因為傳遞進來的name為NULL，並且
parent(那個host device)的id也為NULL，因此分支會跳到下面的程式碼
len = strlen(info->name) + 16;
buf = qemu_malloc(len);
len = snprintf(buf, len, "%s.%d", info->name,
parent ? parent->num_child_bus : 0);
for (i = 0; i < len; i++)
buf[i] = qemu_tolower(buf[i]);
bus->name = buf;
10. 在該段程式碼中，info就是之前pci_bus_new_inplace呼叫時傳進來的&pci_bus_info，info->name是
字串"PCI"。並且，因為這是在host device上建立的第一個bus，因此parent->num_child_bus = 0，
最後經過小寫處理之後，該bus的名稱就成為了"pci.0"
這一段分析所對應的bus/device layout如下
main-system-bus ----> i440FX-pcihost ----> pci.0